CST仿真后散射近場提取案例
由于三維電磁計(jì)算的結(jié)果都是總場,經(jīng)常有同學(xué)問怎么只看散射場。本案例用光頻的散射結(jié)構(gòu)演示近場的散射場提取,流程和方法也適用于其他頻段。注意這里的散射場指的是近場,遠(yuǎn)場的散射場就是RCS farfield,遠(yuǎn)場監(jiān)視器就行,近場散射場需要通過總場減去入射場來提取。
第一部分:建模,提取散射場
Step 1. 使用模板,建模
打一個(gè)平面波上去作為激勵(lì):
以某一個(gè)頻率為例:
Step 2, 重點(diǎn),不可以使用自適應(yīng)網(wǎng)格,因?yàn)橐WC總場和入射場兩個(gè)仿真任務(wù)網(wǎng)格完全一致:
Step 3. 重點(diǎn),運(yùn)行宏create material-independent mesh group, 并把所有結(jié)構(gòu)加進(jìn)這個(gè)group里面。目的也是為了保證網(wǎng)格一樣,還可以手動加密網(wǎng)格。
Step 4, 利用SAM流程,建立兩個(gè)子項(xiàng)目:
第一個(gè)入射場任務(wù),將所有結(jié)構(gòu)設(shè)為真空材料,計(jì)算結(jié)果便是入射場。第二個(gè)任務(wù)是原任務(wù)設(shè)置。
Step 5. 更新兩個(gè)子任務(wù),拿到結(jié)果
Step 6. 任意子任務(wù)中,運(yùn)行后處理導(dǎo)入另一個(gè)子任務(wù)的場(m3t文件),然后點(diǎn)擊Evaluate進(jìn)行后處理運(yùn)算。
Step 7. 將兩個(gè)場數(shù)據(jù)相減,注意順序,總場減入射場:
這里截圖是在總場子任務(wù)中導(dǎo)入的入射場電場。
總場:
入射場:
散射場:
第二部分:計(jì)算散射功率場,散射功率
Step 1. 仿照第一部分,同理可獲得散射磁場。略。
Step 2. 把電磁場相乘,獲得散射功率場。這里注意電磁場的公式(復(fù)數(shù))和結(jié)果單位是dynamic powerflow
散射功率場:
這里面我們將散射功率場的命名加個(gè)后綴,比如[test]:
這個(gè)后綴有利于接下來計(jì)算散射功率。
Step 3. 利用結(jié)構(gòu)設(shè)置一個(gè)全包裹的面,叫face1:
這個(gè)面有利于接下來計(jì)算散射功率。
Step 4. 用后處理Broadband Powerflow Integration, 選擇功率后綴名和面,Evaluate之后便得到結(jié)果。
這里的功率公式?jīng)]有放0.5,所以2.56e-16W是峰值功率,不是平均功率。
如果我們加個(gè)遠(yuǎn)場監(jiān)視器,然后通過遠(yuǎn)場后處理提取散射功率,可發(fā)現(xiàn)是0.5倍的關(guān)系,驗(yàn)證了上述步驟的準(zhǔn)確性:
當(dāng)然,還有一個(gè)后處理也可以直接做場積分,同樣可以驗(yàn)證計(jì)算準(zhǔn)確性:
第三部分:散射截面
散射截面Scattering cross section是散射功率于入射輻照的比。
一般定義了平面波激勵(lì),結(jié)果就直接給出了:
可以用遠(yuǎn)場后處理提取驗(yàn)證:
當(dāng)然還可以用平面波入射輻照公式手動驗(yàn)證:
平面波Einc是1V/m,所以公式是:
A是第二部分算的散射功率(峰值)。
總結(jié)
1. 提取散射場需要總場減入射場,用后處理導(dǎo)入場數(shù)據(jù)。如需大量頻點(diǎn)操作,可以利用VBA。
2. 頻域求解器保證網(wǎng)格一致,一是不能用自適應(yīng),二是要macro生成特殊的mesh group。
3. 散射功率有三種方法計(jì)算和驗(yàn)證:近場自動積分,近場手動積分,遠(yuǎn)場后處理。
4. 散射截面也有三種方法計(jì)算和驗(yàn)證:模板直接獲得,遠(yuǎn)場后處理,手動公式。其中手動公式法還可基于近場散射功率的三個(gè)不同方法獲得的結(jié)果: